基于fpga的千兆以太网接口设计及其应用

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅

2、。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要网络的出现极大地改变了人们的生活，人们对网络的依赖性也逐渐增强。随着科技的不断发展和人们生活水平的提高，人们对以太网传输提出了更高的性能要求，千兆以太网的产生顺应了这一趋势。科技的发展带来信息数据量的不断提升，而这些数据的快速稳定传输成为了研究的热点，利用千兆网接口来对这些数据进行传输，能充分利用现有网络资源和接口来降低设计以及传输成本。另外，FPGA以其集成度高、设计灵活等优点越来越受

3、到工程师们的青睐。本文介绍了一种基于FPGA完成千兆网接口设计的方法。利用FPGA完成网络数据处理并建立SOPC系统对网络传输进行控制，从而完成数据的网络传输。文中首先介绍了以太网的基础理论以及设计中需要涉及的IP软核和PHY芯片知识。然后在此基础上按照模块化设计的思想，基于SOPC系统完成了一个通用的千兆网接口设计。最后，对该千兆网设计给出了两个在实际系统中的应用，基于千兆网的数字电视基带信号传输和基于千兆网的X光图像采集系统设计。上述通用千兆网接口设计按照实际应用中的不同要求进行修改并调试后，表明本设计的千兆网接口性能稳定，设计灵活，达到

4、了设计的要求。关键词：FPGA；千兆网；SOPC；PHYABSTRACTSincetheadventoftheinternet,people’slifehaschangedalotandpeople’sdependenceonnetworkisgraduallyincreasing.Besides,withtheconstantdevelopmentoftechnologyandimprovementofpeople’slivingstandards,peopleputforwardahigherperformancerequirementf

5、orEthernettransport.ThegenerationofGigabitEthernetconformstothetrend.Thedevelopmentoftechnologyhasbroughttheincreaseoftheamountofinformation,andthenresearchonstabletransmissionofthesedatabecomesahottopic.MakinguseofGigabitEthernetinterfacetotransmitthedataissupposedtobeamet

6、hodthatcanexploittheexistingnetworkresourceandinterfacetoreducethecostsondesigningandtransmission.FPGA’sadvantageslikehighintegration,designflexibilityandsoonappealtomoreandmoreengineers.ThisthesisintroducesaGigabitEthernetinterfacedesignmethodwhichisbasedonFPGA.Thismethodt

7、akesadvantageofFPGAtocompletethenetworkdatadealtandestablishesaSOPCsystemtocontroltheEthernettransport.Bydoingtheseworks,thesystemcancompletethenetworktransmissionofdata.Firstly,thethesismakesanintroductiononbasictheoryofEthernetandknowledgeonIPcoreandPHYchipinvolvedindesig

8、n.Secondly,withthisbasisandtheideaofmodulardesign,itcompletesacommonGigabitEtherne